Anwendung

Die einzige Alternative zu Dieselkraftstoff für den Schwerlastverkehr ist verflüssigtes Erdgas (LNG), das weniger Lärm emittiert und einen geringeren CO2-Fußabdruck als Diesel hat. Erdgas soll künftig zu gleichen Teilen per Pipeline und per Schiff transportiert werden.

LNG, ein verflüssigtes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, das normalerweise bei -162 °C gelagert und verwendet wird, erfährt jedoch während des Transports eine Veränderung der Zusammensetzung. Eine längere Ballastreise verändert die Zusammensetzung und Dichte der nach dem Entladevorgang verbleibenden LNG-Mengen (Heel) erheblich. Flüssigkeiten wie Methan, die leicht sind, können verdunsten. Nur die schweren Fraktionen Propan, Butan und Ethan bleiben nach Entfernung des CH4-Gehalts zurück. Infolgedessen wird die flüssige Masse relativ hohe Sättigungstemperaturen und Dichten aufweisen, was das Pumpen aufgrund der in den Pumpenmotor induzierten niedrigen Stromlasten verhindern kann. Die Alterung der Ferse ist ein Faktor, der bei lang andauernden Ballastreisen berücksichtigt werden muss.

LNG-Klassifizierung nach Dichten | Quelle: Genaue Bestimmung der in Empfangsterminals entladenen LNG-Qualität: Ein innovativer Ansatz von Angel Benito

Daher ändern sich auch die Qualität und alle damit verbundenen physikalischen und chemischen Eigenschaften. Aus diesem Grund ist LNG messtechnisch deutlich anspruchsvoller zu untersuchen als Erdgas. Darüber hinaus ändert sich die Zusammensetzung von LNG in LNG-Tankern und -Lagertanks im Allgemeinen im Laufe der Zeit durch einen Prozess, der als „Alterung“ bekannt ist, was dazu führt, dass das LNG mit der Zeit reicher an schwereren Komponenten wird. Es ist entscheidend, dass genaue Messungen von der Quelle bis zum Motor durchgeführt werden, um den breiten Einsatz von LNG zu ermöglichen.

Zusammensetzung und Eigenschaften von LNG verändern sich durch Alterung | Quelle: Genaue Bestimmung der in Empfangsterminals entladenen LNG-Qualität: Ein innovativer Ansatz von Angel Benito

Notwendigkeit einer kontinuierlichen Dichteüberwachungoring

• Dichteschichtung verursacht Instabilitätsprobleme in Tanks
• Dichteänderungen aufgrund von Verdunstung auf langen Fahrten führen zu Laständerungen, die das Pumpen ineffizient machen
• Die Sicherheit wird stark beeinträchtigt, wenn die Dichte nicht genau überwacht wird.

Informationen über die LNG-Dichte, das Alter und das GCV können für LNG-Transportunternehmen, die sich auf den eichamtlichen Transfer vorbereiten, sehr nützlich sein und eine bequeme Möglichkeit bieten, den Zusammensetzungsbericht zu überprüfen. In LNG-FSRU-Tanks wird das Dichteprofil überwachtoring und Trendfunktion sind hilfreiche Tools für die Überwachungoring Boil-off-Prozess sowie Dichte- und Temperaturprofile in den Tanks, um Überschlagsunfälle zu verhindern.

Zu verwendende Dichtewerte könnten einer der folgenden sein: (a) bordeigene Messsysteme; (b) die vom Brennstofflieferanten beim Brennstoffbunkern gemessene und im BDN aufgezeichnete Dichte; (c) die Dichte, gemessen in einer Testanalyse, die in einem akkreditierten Kraftstoffprüflabor durchgeführt wurde, sofern verfügbar.

Kontinuierliche Überwachungoring Die Variation der LNG-Dichte während der dynamischen LNG-Durchflussmessung gibt einen guten Hinweis auf die Änderung der Flüssigkeitsqualität und damit auf den Beginn des Siedens, das sich bekanntermaßen auf die Messgenauigkeit auswirkt.

Herausforderungen bei der Messung

Der eichpflichtige Verkehr von LNG basiert auf Energiemessungen des transferierten LNG. Die Energie wird durch Volumen, Dichte und den Brennwert des LNG bestimmt. Das Volumen von Schiffstanks wird mit Tankfüllstandsmessungen gemessen. Diese Methode ist derzeit das einzige etablierte Verfahren zur Messung der übertragenen LNG-Menge.

Pipelines, die zum LNG-Terminal und zum LNG-Tanker führen

Die Alternative ist die Verwendung von Durchflussmessern, die häufig als sekundäre Standards an LNG-Terminals verwendet werden. Diese Durchflussmesser sind im Handel erhältlich, werden aber aufgrund fehlender direkter Rückverfolgbarkeit auf einen LNG-Durchflussstandard in dieser Größenordnung und des Fehlens eines ISO-Standards kaum für eichamtliche Zwecke verwendet.

Ausrüstung zur LNG-Probenahme | Quelle: 360°KAS

Für steuerliche Messungen werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften von LNG durch hochentwickelte LNG-Probenahme- und Analyseverfahren definiert. Diese Prozesse umfassen mehrere sorgfältige Schritte, darunter Probenentnahme, Konditionierung, Verdampfung, Analyse, Berichterstattung über die LNG-Zusammensetzung und schließlich die Berechnung der LNG-Eigenschaften und des Energiegehalts. Allerdings für monitoring Für Kontroll- und Kontrollzwecke ist der Einsatz solcher Geräte möglicherweise nicht praktikabel oder kosteneffektiv. Es ist die Entwicklung kostengünstiger Sensoren erforderlich, die einfach in der Linie installiert werden können und eine akzeptable Messgenauigkeit bieten.

Rheonics Inline-LNG-Dichtemessgerät

Mit der Rheonics Beim DVP-Sensor wird die Dichte des LNG kontinuierlich überwacht, solange der Sensorteil des Rohrs in LNG eingetaucht ist. Dies erfolgt an jedem eingetauchten Segment in den Tanks oder Rohrleitungen. Durch die Kenntnis des N2-Gehalts mit einer gewissen Genauigkeit wird die Unsicherheit der Dichtemessung auf ein Niveau reduziert, das deutlich unter der Unsicherheit der heute anerkannten Standards liegt. Eine genaue Dichtemessung ist unabhängig von den atmosphärischen Bedingungen im Tank oder in der Rohrleitung möglich. Hohe Gerätegenauigkeit und flexible Software gewährleisten eine kontinuierliche Überwachungoring der Dichte und ihrer Änderung sowohl bei natürlichem als auch bei erzwungenem Verdampfen und Wiederverflüssigen.

Rheonics DVP (Ultrahochpräzise simultane Dichte- und Viskositätsmessung für Gase und Flüssigkeiten)

DVP-Anwendungen in der Öl- und Erdgasindustrie

Die hohe Empfindlichkeit und die geringe Dichte des DVP machen ihn ideal für Messungen in Öl- und Gasanlagen.

Rheonics SRD (Inline-Dichtemessgerät und Viskositätsmessgerät)

Das Rheonics SRD kann in allen Phasen der Erdgasverarbeitung eingesetzt werden, von der Produktion über die Verflüssigung bis hin zur Lagerung und dem Transport. Es kann auch bei der Erdölproduktion, -raffinierung, -lagerung und -beförderung eingesetzt werden, insbesondere für weniger viskose Produkte wie leichte Schmieröle, Naptha und Benzin.

Rheonics entwickelt, produziert und vermarktet innovative Flüssigkeitssensorik und -überwachungoring Systeme. Präzision gebaut in der Schweiz, RheonicsInline-Viskosimeter und Dichtemessgeräte verfügen über die von der Anwendung geforderte Empfindlichkeit und die Zuverlässigkeit, die erforderlich ist, um in einer rauen Betriebsumgebung zu bestehen. Stabile Ergebnisse – auch unter widrigen Strömungsbedingungen. Kein Einfluss von Druckabfall oder Durchflussmenge. Es eignet sich ebenso gut für Qualitätskontrollmessungen im Labor. Für die Messung im gesamten Bereich müssen keine Komponenten oder Parameter geändert werden.